影响电厂烟囱防腐设计方案因素探讨(钛钢复合板、宾高德、玻璃钢、涂料)

影响电厂烟囱防腐设计方案因素探讨

广东省电力设计研究院

2020.9.19 江苏.盐城

一、引言

二、关于烟气类型（以燃料分）和烟气露点

三、新旧规范对比

四、烟囱防腐设计经验与教训

1、单筒式烟囱

2、套筒式烟囱

3、火灾引起的问题

4、垃圾电厂烟囱设计注意点

五、材料防腐性能的讨论

六、结语

一、引言

二、关于烟气类型（以燃料分）和烟气露点

三、新旧规范对比

四、烟囱防腐设计经验与教训

1、单筒式烟囱

2、套筒式烟囱

3、火灾引起的问题

4、垃圾电厂烟囱设计注意点

五、材料防腐性能的讨论

六、结语

一、引言

•根据环保政策要求，2001年之后火力发电厂相继加设了脱硫

系统。

•在我国火力发电厂烟气脱硫绝大部分采用的是湿法脱硫方法

（石膏湿法或海水脱硫，个别采用氨法）。

•湿法石灰石洗涤法因其为世界各国应用最多、最成熟的工艺，

也程为国内火电厂脱硫的主导工艺。脱硫后烟气所含SO3与

水蒸汽结合形成酸雾或结露形成稀硫酸液体，烟气对烟囱的

腐蚀性更强了。

•2002年版的《烟囱设计规范》内容作出修订，只给出原则性规定，未给出具体的设计指引，缺可操作性。遇上2005年之

后电力高速发展的黄金时期，烟囱结构形式和防腐各种方案

应期而出，防腐效果也就参差不齐，以致后来就各种状况的

出现。

一、引言

•2013版烟囱规范及电规院烟囱防腐交流会，使得钛合金、玻璃钢、硼硅酸盐泡沫防腐系统成为湿烟囱防腐设计的主流方

案，尤其钛板方案。

•近几年又出现的钛板腐蚀和火灾引发烧坏排烟筒新状况，还有垃圾电厂烟气成分复杂，也出现新问题。

•回顾十几年来电厂烟囱防腐设计渐进认识中，由于缺乏与外界先进经验深入交流，让我们付出不小代价。

•在这里，想对十几年来的烟囱防腐工程情况作一个梳理和分析给今后烟囱防腐设计提供参考。

•希望本次交流内容能起到抛砖引玉的作用，给其他设计者带来一点启示。

一、引言

二、关于烟气类型（以燃料分）和烟气露点

三、新旧规范对比

四、烟囱防腐设计经验与教训

1、单筒式烟囱

2、套筒式烟囱

3、火灾引起的问题

4、垃圾电厂烟囱设计注意点

五、材料防腐性能的讨论

六、结语

•1、烟气类型

•以燃料划分，可分为：燃煤、燃油、燃气、垃圾（含危废）等锅炉烟气。•各种不同燃料产生的烟气，由于成分、湿度、温度不同，其腐蚀性差异性也大。

•根据美国资料，典型燃油机

组和燃煤机组的露点温度和

腐蚀率的关系, 由右图可知,

燃煤机组腐蚀程度小于燃油

机组。

•2、烟气露点温度的影响因素

•由于燃料中有硫的存在，燃烧产生的烟气中不仅含有一定量的SO2和少量的SO3，还含有一定量的水蒸汽。 SO2、SO3和水蒸汽结成亚硫酸蒸汽和硫酸蒸汽, 使实际烟气露点比纯水蒸汽状态下的露点高出很多。水蒸汽结露温度一般在30 ～ 50 ℃, 如果烟气中存在SO3 , 它与水蒸气结合成硫酸蒸汽时, 露点可高达160 ℃以上

•提到烟气腐蚀性，除烟气成分，还需要了解烟气露点温度。根据研究，烟气中的SO2、SO3、HCl和H2O蒸汽含量被认为是可能影响烟气露点温度的几个因素。

•对于SO2的影响问题，已有研究人员对在不同水蒸气分压力下的SO2浓度与露点温度的关系进行了实验研究:在一个相当大的浓度范围内,SO2对露点温度的影响较小，其波动范围不超过1度，所以，其对烟气露点温度的影响可以忽略不计。（见下图1）

•同样人们对HCl与露点温度的关系也进行了研究，结果表明其对烟气露点温度提高的作用小于SO2 的影响。

•而SO3含量影响就不同，微含量却会显著地提高烟气的露点温度。烟气中水蒸气体积含量为10%时，此条件下H2SO4浓度与露点温度的关系如图2.

•1)、SO2 浓度与露点温度的关系：

•图1：不同气压、不同SO2浓度下与露点关系

•H2SO4浓度与露点温度的关系：

•图2： H2SO2浓度与露点温度关系

一、引言

二、关于烟气类型（以燃料分）和烟气露点

三、新旧规范对比

四、烟囱防腐设计经验与教训

1、单筒式烟囱

2、套筒式烟囱

3、火灾引起的问题

4、垃圾电厂烟囱设计注意点

五、材料防腐性能的讨论

六、结语

三、规范对比

十几年来发电厂脱硫烟气烟囱的设计，主要依据的是国家标

准《烟囱设计规范》，2002版在经验不足情况下只作原则性规定，缺可操作性，造成结构形式与防腐方案多种多样；经几年实践，发现不少问题，进行修订形成2013年版。

当然我们烟囱规范的修编和防腐设计也受美国标准（ASTM）和国际烟囱协会（CICIND）指导书以及美国电力研究院（EPRI）

烟囱防腐设计导则的影响。

《烟囱设计规范》2013版颁布之后，湿烟囱的防腐方案相对集中，取得较好的效果，但最近几年也发现不少新问题，烟囱规范又进行修编（现报批稿已完成），新版本规定更具针对性。

烟囱规范2013版规定：

新修订（2021）版防腐规定：

EPRI 1996版“导则”推荐的防腐方案：

EPRI 2012年版“导则”推荐的防腐方案：